CN1214753C - 折叠式联接机构 - Google Patents
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Abstract
提供一种包括四个铰接杆的联接机构，具有一个打开位置，其中第一支杆(10)构成一个基本为三角形的形状的一条边，第二和第三支杆(12，14)通常成一条直线构成三角形的第二条边，第四支杆(16)构成三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中第一支杆(10)，第二支杆(12)，第三支杆(14)和第四支杆(16)大致上排成一列。第四支杆(16)通过一个可以相对于第一支杆(10)沿一条路径(29)移动的枢轴(23)连接于第一支杆(10)。路径(29)可以由第一支杆(10)的一个斜楔面所确定，其中连接于第四支杆(16)上的销(28)可滑动地紧靠于该斜楔面，并且更特别地路径(29)由一个弯槽(29)所确定，其中销(28)可滑动地啮合在该弯槽中。第五支杆(18)枢转地连接于第一支杆(10)。在其余可折叠物品中，该联接机构可以有用地应用于靠椅和桌子。
Description
技术领域
本发明涉及一种折叠式联接机构，即一种由连杆构成的可以从折叠结构变化到打开或伸展结构的机构。
背景技术
许多物件包含能够使它们改变其形状的折叠式联接机构，从而通常在打开状态下来使用它们，而在不用的时候就折叠起来以占用较少的空间。这些物件包括桌椅，平台，遮阳篷，门窗，以及许多其它物项。
折叠式联接机构应该操作方便，并且在折叠状态下会折叠成紧凑并优选地很薄的结构。还有利地联接机构制作相对简单。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作方便并且提供紧凑结构的折叠式联接机构。
根据本发明，在此提供一种包括四个铰接杆的联接机构，具有一个打开位置，其中第一支杆构成了一个三角形的一条边，第二和第三支杆成一条直线构成三角形的第二条边，第四支杆构成三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中第一支杆，第二支杆，第三支杆和第四支杆基本上排成一列，第一支杆枢转地连接于第二支杆，第二支杆枢转地连接于第三支杆，第三支杆枢转地连接于第四支杆，第四支杆通过一个沿相对于第一支杆的路径移动的枢轴连接于第一支杆。
优选地，该路径由第一支杆的一个弯槽所确定，其中连接于第四支杆的销可滑动地啮合于该弯槽中。另外或可选地该路径也可以由第四支杆中的一个弯槽确定，其中连接于第一支杆的销可滑动地啮合于该弯槽中。
根据本发明的另外一个方面，在此提供了一种包括四个铰接杆的联接机构，具有一个打开位置，其中第一支杆构成三角形的一条边，第二和第三支杆成一条直线构成了三角形的第二条边，第四支杆构成了三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中第一支杆，第二支杆，第三支杆和第四支杆基本上排成一列，第一支杆枢转地连接于第二支杆，第二支杆枢转地连接于第三支杆，第三支杆枢转地连接于第四支杆，第四支杆枢转地连接于第一支杆，当该机构从折叠状态到打开状态转变时，第二支杆和第三支杆被约束而经过一个精确的共线关系，并且在受压时于打开位置保持稳固状态，并且还提供了连接于第二和/或第三支杆上的一个释放件，可以进行位移来促使第二支杆和第三支杆经过精确的共线关系以消除稳固状态从而可以折叠该结构。
优选地释放件包含有一个随着第一支杆可滑动地枢转的杆，并且释放杆可以包括一个手柄。
根据本发明的另外一个方面，在此提供了一个折叠椅，包括枢转地连接于上第一支腿的座支杆，该上第一支腿枢转地连接于下第一支腿，该下第一支腿枢转地连接于第二支腿，该第二支腿枢转地连接于座支杆，具有一个打开位置，其中座支杆形成三角形的一条边，上第一支腿和下第一支腿成一条直线构成三角形的第二条边，第四支杆构成三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中第一支杆，第二支杆，第三支杆和第四支杆排成一列。
优选地第二支腿通过可以沿相对于座支杆的路径移动的枢轴与座支杆相连接。优选地该路径座支杆的一个弯槽所确定，其中连接于第二支腿的销可滑动地啮合于该弯槽中。另外或可选地，该路径第一支腿中的一个弯槽提供，其中连接于座支杆上的销可滑动地啮合在该弯槽中。
附图说明
现通过举例的方法参考附图来描述具体实施本发明的一个折叠式联接机构，附图中：
图1显示使用联接机构的靠椅的完全打开的侧视图；
图2显示部分打开的靠椅侧视图；
图3显示闭合的靠椅侧视图；
图4显示闭合的靠椅前视图；
图5显示桌子的侧视图；
图6显示靠椅的另一实施例的侧视图，以及
图7显示桌子的另一实施例的侧视图。
具体实施方式
参考图1，靠椅的框架包括前支腿10，下后支腿12，上后支腿14，座支柱16和靠背支柱18。通常把靠椅的每个边的一对这样的支柱组表示为分别支撑椅座和椅背的座支柱和靠背支柱。可以以直线行进的方式在靠椅两侧之间包含垂直交叉件，并且几对支柱可以由单件原料成型弯成拱形来以一种整体的形式提供两个平行支柱和一个交叉件。
下后支腿12通过枢轴20连接于上后支腿14，并且它们结合在一起构成了靠椅的后腿15。上后支腿14通过枢轴21连接于座支柱16。前支腿10通过枢轴22连接于下后支腿12。前支腿10和座支柱16通过相应的滑动枢轴23，27相连接。滑动枢轴23包含固定于前支腿10上的销24，该销啮合在座支柱16内的弯槽或凹槽25中。滑动枢轴27与此相似，销28固定于座支柱16上，该销啮合在前支腿10内的弯槽29中。靠背支柱18围绕枢轴19枢转地连接于座支柱16，并且便利地通过穿过座支柱16厚度延伸的前支腿10上的销24枢转连接于前支腿10。
座支柱16和前腿上的槽为弧形，座支柱的槽的下端处于其上端的前方，而且前支腿10的弧反向弯曲于座支柱的弧。在靠椅打开位置中，前支腿10的销24位于弯槽25的下端，而座支柱16的销28位于槽29的上端。
枢轴之间的支柱确定了一个通常为四边形的形状，或者当打开时是一个通常为三角形的形状；为了方便，在下文中将把处于四边形中的支柱之间的角称为内角。
后腿15包括一个止动件32，例如一个下后支腿12上的销，它侧向突出从而当靠椅处于打开位置时紧靠于上后支腿14。当靠椅打开时，它的重量，以及如果有的话坐于上面的人的重量，趋向于作用导致前支腿10和后腿15围绕枢轴22转动，(从而前支腿10和下后支腿12之间的内角增大)。上后支腿14和下后支腿12在开放位置处于大致而不精确地成一条直线的排列，同时这些支柱之间的内角略小于90度。向下作用于靠椅上的重量也促使上后支腿14围绕枢轴20枢转而减小上后支腿14和下后支腿12之间的内角。下后支腿12上的止动件32阻止这种移动，从而靠椅通过向下的作用力被稳固于打开位置。在此位置中，上支腿10的销24将会处于弯槽25的下点，而座支柱16的销28将会处于弯槽29的上端。销24的位置使得靠背支柱18保持在它的最大斜倚位置。
通过在接近枢轴28处抬升靠椅(转销28能够延伸靠椅的宽度来允许使用者从靠椅宽度的中心部位收起椅子)，并且向下后支腿12的不枢转端施加作用力从而引起下后支腿12在枢轴22上转动而减小下后支腿12和前支腿10之间的内角，可以方便地将靠椅折叠到紧凑位置。可以理解可以用其它方式折叠靠椅，例如通过朝着折叠位置转动任意的两条支柱，或者通过从靠椅重心后面的一个点来收起椅子。
参考图2，当下后支腿12围绕前支腿10在枢轴22上转动时，上后支腿14围绕下后支腿12在枢轴22上转动，增大了下后支腿14和下后支腿12之间的内角。前支腿10围绕滑动枢轴转动。同时，通常导致前支腿10相对座支柱16围绕滑动枢轴23，27转动使得这两个支柱之间的内角增大。当前支腿10以这种方式转动时，前支腿10的销24沿弯槽25向上移动，而座支柱16的销28沿弯槽29向下移动。销24的移动促使靠背支柱18围绕枢轴19转动并向下折叠。
参考图3，保持对下后支腿12所施加的力来继续支柱的这些枢转移动，直到靠椅处于折叠位置。从侧视图来看，每个支柱大致成一条直线。前支腿10的销24现位于弯槽25的上点，而座支柱16的销28现位于弯槽29的下端。通过这种方式前支腿10的侧面被升高而与座支柱16的侧面大致相符，同时在打开位置中前支腿10被置于相对座支柱较低的位置，从而靠椅提供了一个合理的地面高度并且当折叠后具有一个紧凑的结构。
当从如图3所显示的侧视图观察时，上后支腿14被置于座支柱16和下后支腿12的后面。前支腿10被置于座支柱16和下后支腿12的上面。参考图4，当从折叠结构中的端点来观察支柱时，座支柱16和下后支腿12基本上共面，而上后支腿14和前支腿10各自占据着不同的平行面。
从折叠位置打开靠椅可以通过由靠背支柱18抬升靠椅从而使它相对于座支柱16和前支腿10进行转动来方便地实现。当靠背支柱18被抬升离开其它支柱时，这些支柱就以一种受约束的方式展开直到椅子打开。
虽然在此理想化地描述了一个靠背支柱18部件，但是将会看到能够用不同的或不受约束的方式而非折叠式联接机构来铰接靠背。另外，仅仅利用作为腿和座的支柱可以提供不带靠背的折叠凳。
上述实施例中的支柱、枢轴和滑动枢轴使得联接机构具有单自由度，也就是说，任何两个支柱的位置和移动决定了其余支柱的位置和移动(随着进程的限定，下后支腿12和上后支腿14在通常成一条直线时有一个小的变动范围，在此它们可以占据两个可能的位置以适合于其它支柱的一些特殊结构)。此机构可以通过去掉有槽枢轴中的一个来加以简化，例如可以给椅子只配置销28和槽29、省去销24和槽25、销在槽中的行进受到使用者折叠椅子的动作、支柱的重量、或一些其它约束装置的影响。槽不需要是弧形，而且这里所提供的两个槽不需要具有相同的形状，尽管改变槽的类型将会使靠椅被折叠或打开时前支腿10的移动方式发生变化。还有，槽可以由一个具有斜楔面的起剖面部分所提供。
将会看到靠椅可以用等效的方式来构造，例如，前腿可以由两个枢转支柱构成而靠背支柱从带有滑动枢轴的座转动。也将会看到决定打开位置的止动装置可以用其它方式来提供，例如，在其它的支柱之间。
这样一种联接机构能够运用于(如果需要的话适配于连杆的尺寸)其它的折叠式机构中。参考图5，一张桌子或平台具有一个桌面16，一个第一支腿10，以及一个第二支腿，第二支腿由上连杆14和下连杆12构成。上连杆14在21处枢转地连接于桌面16，并且还枢转地在22处连接于下连杆12。下连杆枢转地在20处连接于第一支腿10。第一支腿依靠滑动枢轴23，27连接于桌面。如最后的实施例中所述，滑动枢轴23，27包含啮合在桌面16侧面上的弯槽25中的置于第一支腿10上的销24，以及在桌面侧面中啮合于第一支腿上的一个类似的弯槽29中的销28。
桌子的操作和上述靠椅的操作相似；在桌子的打开位置中，如图中所示，上连杆14和下连杆12由止动部件33约束减小两个连杆之间的内角，并且通过桌面和置于其上的任何物体的重量来限制增大它们自己之间的内角。第一支腿10的销24位于桌面的弯槽25的下端，同时桌面的销28位于第一支腿的弯槽29的上端。为了折叠桌子，第二支腿的上下连杆可以由使用者推动从而使内角增大并且经过共线排列。桌子施加于上下连杆上的压力将在其后趋向促使它们折叠在一起，进一步增大它们之间的内角。当枢轴20和枢轴21之间的距离减小，导致第一支腿10通常对着桌面16折叠，第一支腿的销24朝着桌面的弯槽25的上端移动，同时桌面的销28朝着第一支腿的弯槽29的下端移动。第一支腿10相对于桌面16的枢转移动近似于围绕第一支腿较远顶端上的一个点所作的转动。通过一种同前述的椅子相似的方式，第一和第二支腿折叠从而它们的侧边大致与桌面的侧边相符。这将会类似地明白支腿可以由一个剖面部分来约束而胜于一个槽，而且槽或剖面部分也不必要弯曲。
参考图6，靠椅包括一个由枢转连接于下后支腿12的上后支腿14构成的后支腿，一个枢转连接于下后支腿12的前支腿10，以及枢转连接于上后支腿14的座支柱16。通过一个能够滑动的枢轴37附置的前支腿10，包含附置于座支柱16上与前支腿10中的弯槽39相啮合的销38。靠背支柱18连接前支腿于销38，并且通过枢轴19也连接于座支柱16。
前支腿10相对于座支柱16的移动由啮合于座支柱的弯槽的前支腿上的销和靠背支柱18相对于前支腿10的位置所约束，然而在前述实施例中前支腿10相对于座支柱16的位置是由啮合于座支柱的弯槽的前支腿上的销和啮合于前支腿的弯槽的座支柱上的销所约束的。在折叠位置中，座支柱16，前支腿10，上后支腿14，下后支腿12和靠背支柱18大致上相互紧接着排列。通过围绕枢轴19相对于座支柱16转动靠背支柱18，前支腿10围绕枢轴19和滑动枢轴37转动，依次促使上后支腿14和下后支腿12展开到它们的打开位置。如前边的例子中所述，上后支腿14和下后支腿12包括一个止动件33来阻止上后支腿14和下后支腿12继续转动以致增大在经过共线位置后它们在某些点之间的内角，从而靠椅上的向下力促使上后支腿14和下后支腿12被撑牢，安全地固定着椅子的位置。为折叠靠椅，可以从椅子后面的一个重力中心点，特别是在枢轴38区域来抬升靠椅。销38优选地位于或接近于前支腿10的厚度中央。当用这种方式抬升时，这些支柱受它们自身重量的影响而折叠在一起。
参考图7，一个桌子包括桌面46，枢转地连接桌面46于49的支腿40，支撑柱45包含枢转地连接桌面于51的上支柱44，和枢转地连接上支柱44于50并且枢转地连接支腿40于50的下支柱42。在上支柱44和下支柱42之间的枢轴42处一个释放杆54枢转地连接于55，释放杆54也能够滑动地连接于桌面46。在打开位置中，支腿40大致上是垂直的，并且上下支柱44，42通常成一条直线。如前边的实施例所述，上下支柱44，42不是精确地成一条直线，而是稍微超过直线排列所以在通过止动件43来阻止进一步移动之前上下支柱间的内角大于180度。用这种方式，在桌子上的向下力反对上下支柱44，42之间的内角有稍许的减小，使椅子牢固地处于打开位置。
为了相对于桌面进行滑动，释放杆包括一个啮合于桌面46上的平行导轨58中的滑销57。当桌子处于打开位置时，滑销57位于最靠近支腿40的导轨46的一端。释放杆54还包括一个在滑销57处从桌面46向外延伸出来的手柄。桌子可以被紧凑地折叠通过向上拉动释放杆的手柄从而使释放杆54离开支腿40，促使上下支柱44，42相对于对方发生枢转以致移动经过共线位置并且减小它们之间的内角。在上下支柱经过共线位置以后，桌子上的向下力会产生作用增大上下支柱之间的内角。当上下支柱折叠在一起时，支腿被拉向桌面，围绕49进行枢转。支腿继续枢转直到它躺着与桌面保持一致。在这点上，上下支柱44，42也完全折叠并且躺着与桌面排成一列。释放杆54也与桌面排成一列，滑销57现位于离支腿40最远的导轨58的一端。某类止动装置，比如从桌面表面伸出的一个凸缘，被包含来阻止桌子支腿40在桌面上进行枢转。
桌子将会理想地有四条支腿照这样建造；支腿可以通过平行的横梁成对地联结在一起，在此情形下一个简单的释放杆会被提供给每对支腿。此外，一个适当地联结于四个支腿以处于支撑杆中心之上的简单的释放杆会被提供从而桌子可以用一个简单的操作来加以折叠。
将会明白当虑及枢转支柱在其中进行枢转的平面时，可以用多种顺序来装配，更确切地说，当从侧面考虑时一个支柱可以被任意放置在彼此的前面或后面。
桌腿40的枢轴49可以啮合于桌子上的一个弯槽中，所以当支腿被折叠后，它也会升起以确保其侧面上升与桌面一致。如前述实施例中所提，桌面可以配置一个啮合于桌腿40上的弯槽中的销。
将会看到所公布的联接机构可以应用于许多不同的物件在必需或希望有一个可以在伸展的、打开结构和折叠的、紧凑结构之间被折叠的物件的地方。在不同的物件中，可能有必要去改变连杆的相对尺寸并且根据物件的类型去延伸它们于枢轴点较远处。另外，将会明白在此所揭示的原理可以利用等效的联接机构来执行。还有，这里的每个联接机构都有一个包含有两个支柱的过中心的支撑件，这样当被撑牢时，由枢轴连接的连杆就含有一个凹角；将会认识到撑牢位置可以达到不是通过支撑件形成一个凹角，而是用增大内角代替以一个凹角的方式来折叠物件到闭合状态。
Claims (17)
1.一种包括四个铰接杆的联接机构，具有一个打开位置，其中第一支杆构成一个三角形的一条边，第二和第三支杆成一条直线构成三角形的第二条边，第四支杆构成三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中第一支杆，第二支杆，第三支杆和第四支杆排成一列，第一支杆枢转地连接于第二支杆，第二支杆枢转地连接于第三支杆，第三支杆枢转地连接于第四支杆，第四支杆通过一个相对于第一支杆沿一条路径移动的枢轴连接于第一支杆。
2.如权利要求1所述的机构，其特征在于，路径由第一支杆的一个弯槽所确定，其中连接于第四支杆上的销可滑动地啮合于该弯槽中。
3.如权利要求1所述的机构，其特征在于，路径是由第四支杆中的一个弯槽所确定的，其中连接于第一支杆上的销可滑动地啮合在该弯槽中。
4.如权利要求1所述的机构，其特征在于，第五支杆枢转地连接于第一支杆。
5.如权利要求4所述的机构，其特征在于，第五支杆还枢转地连接于第四支杆。
6.如权利要求1到5中任何一个所述的机构，其特征在于，当机构从折叠状态到打开状态转变时第二支杆和第三支杆被约束为经过一个精确的共线关系，并且当受压时在打开位置保持一种稳固状态。
7.如权利要求1到5中任何一个所述的机构，其特征在于，联接机构构成了靠椅的一部分，第二和第三支杆构成靠椅一个支腿的一部分，以及第四支杆构成了靠椅另一个支腿的一部分。
8.一种包括四个铰接杆的联接机构，具有一个打开位置，其中第一支杆构成三角形的一条边，第二和第三支杆成一条直线构成了三角形的第二条边，第四支杆构成了三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中第一支杆，第二支杆，第三支杆和第四支杆排成一列，第一支杆枢转地连接于第二支杆，第二支杆枢转地连接于第三支杆，第三支杆枢转地连接于第四支杆，第四支杆枢转地连接于第一支杆，当该机构从折叠状态到打开状态转变时第二支杆和第三支杆被约束为经过一个精确的共线关系，并且当受压时在打开位置保持稳固状态，并且还提供连接于第二和/或第三支杆上的一个释放件，可以进行位移来促使第二支杆和第三支杆经过精确的共线关系以改变稳固状态从而使其结构能够被折叠。
9.如权利要求8所述的联接机构，其特征在于，释放件包含有一个随着第一支杆滑动地枢转的杆。
10.如权利要求8所述的机构，其特征在于，释放杆包括一个手柄。
11.如权利要求8到10中任何一个所述的机构，其特征在于，联接机构构成升起的平台的一部分，第四支杆构成平台支柱的一部分并且第一支杆构成平台表面的一部分。
12.一种折叠式靠椅，包括枢转地连接于上第一支腿的座支杆，上第一支腿枢转地连接于下第一支腿，下第一支腿枢转地连接于第二支腿，第二支腿枢转地连接于座支杆，具有一个打开位置，其中座支杆形成三角形的一条边，上第一支腿和下第一支腿成一条直线构成三角形的第二条边，第四支杆构成三角形的第三条边；以及一个闭合位置，其中座支杆，上第一支腿，下第一支腿和第二支腿排成一列。
13.如权利要求12所述的靠椅，其特征在于，第二支腿通过可以相对于座支杆沿一条路径移动的枢轴连接于座支杆。
14.如权利要求12或13任何一个所述的靠椅，其特征在于，路径是由座支杆的一个弯槽所确定的，其中连接于第二支腿上的销可滑动地啮合于该弯槽中。
15.如权利要求12或13任何一个所述的靠椅，其特征在于，路径是由第四支杆中的一个弯槽所确定的，其中连接于第一支杆上的销可滑动地啮合在该弯槽中。
16.如权利要求12或13任何一个所述的靠椅，其特征在于，靠背支柱枢转地连接于座支杆。
17.如权利要求12或13任何一个所述的靠椅，其特征在于，当该机构从折叠状态到打开状态转变时上第一支腿和下第一支腿被约束为经过一个精确的共线关系，并且当受压时在打开位置保持稳固状态。
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